Vario be deguonies lydymosi charakteristikos
Griežtai atskirkite, kad be deguonies varis turėtų būti suskirstytas į paprastą bedeguonį varį ir didelio grynumo bedeguonį varį. Įprastą bedeguonį varį galima lydyti galios dažnio geležies šerdies indukcinėje krosnyje, o didelio grynumo bedeguonį varį reikia lydyti vakuuminėje indukcinėje krosnyje.
Naudojant pusiau nepertraukiamą liejimą, lydalo gryninimo procesas lydymosi krosnyje ir laikymo krosnyje gali būti nepriklausomas nuo laiko apribojimų. Nuolatinis liejimas skiriasi. Išlydyto vario kokybė priklauso ne tik nuo lydymo krosnies ir laikymo krosnies rafinavimo kokybės, bet dar svarbiau, kad ji taip pat priklauso nuo visos sistemos ir proceso stabilumo.
Kad lydalas nebūtų užterštas, vario lydymui be deguonies paprastai nenaudojami jokie priedai lydymui ir rafinavimui. Išlydyto baseino paviršius padengtas medžio anglimi, o susidariusi redukuojanti atmosfera yra įprastai naudojama lydymo atmosfera.
Indukcinės krosnys, skirtos variui be deguonies lydyti, turi turėti geras sandarinimo savybes.
Lydant varį be deguonies, kaip žaliavą reikia naudoti aukštos kokybės katodinį varį. Norint lydyti didelio grynumo deguonies neturintį varį, kaip žaliava turėtų būti naudojamas didelio grynumo katodinis varis. Jei katodinis varis prieš patekdamas į krosnį išdžiovinamas ir pašildomas, galima pašalinti drėgmę arba drėgną orą, kuris gali būti adsorbuotas ant jo paviršiaus.
Lydant bedeguonį varį, anglies sluoksnio storis, dengiantis išlydyto baseino paviršių krosnyje, turėtų būti dvigubai didesnis nei lydant įprastą gryną varį, o anglį reikia laiku atnaujinti.
Nors anglies danga turi daug privalumų, tokių kaip šilumos išsaugojimas, oro izoliacija ir sumažinimas, ji turi ir tam tikrų trūkumų. Pavyzdžiui, anglis lengvai sugeria drėgną orą ir netgi tiesiogiai sugeria drėgmę, todėl tampa kanalu, per kurį skystas varis gali sugerti didelį kiekį vandenilio.
Medžio anglis arba anglies monoksidas mažina vario oksidą, tačiau yra visiškai bejėgiai prieš vandenilį. Todėl prieš dedant į krosnį medžio anglys turi būti kruopščiai atrinktos ir iškaitintos.
Lydymo, perkėlimo, šilumos išsaugojimo ir viso liejimo proceso metu visiška lydalo apsauga yra būtina sąlyga bedeguonio vario gamybai. Daugelyje šiuolaikinių bedeguonies vario lydymo ir liejimo gamybos linijų visiškai apsaugotas ne tik lydymas, bet ir įkrovos džiovinimas bei pašildymas, perpylimo skalbykla, išpylimo kamera ir kt.
Kai kuriose šiuolaikinėse didelio masto bedeguonies vario gamybos linijose kaip apsauginės dujos naudojamos generatoriaus dujos, o dauguma dujų generatorių gamtines dujas naudoja kaip žaliavą.
Užsienyje dažniausiai naudojamas apsauginių dujų gamybos būdas: pirmiausia su teoriniu oru sudeginkite gamtines dujas su santykinai mažu sieros kiekiu ir 94–96% metano, o kaip terpę vandeniliui pašalinti naudokite nikelio oksidą. Gautas dujas daugiausia sudaro azoto ir anglies rūgšties dujos. Tada anglies rūgšties dujos per karštą anglį paverčiamos anglies monoksidu, gaunamos be deguonies, turinčios 20–30 % anglies monoksido, o likusi dalis yra azotas.
Be generatoriaus dujų, tokios dujos kaip azotas, anglies monoksidas ar argonas taip pat naudojamos kaip dielektrinės medžiagos, apsaugančios be deguonies vario lydalo arba rafinavimas.
Vakuuminis lydymas turėtų būti geriausias pasirinkimas lydant aukštos kokybės varį be deguonies.
Vakuuminis lydymas gali ne tik labai sumažinti deguonies kiekį, bet ir labai sumažinti vandenilio bei tam tikrų kitų priemaišų elementų kiekį.
Lydant vakuuminėje vidutinio dažnio begyslėje indukcinėje krosnyje, kaip žaliava dažnai naudojami grafito tigliai ir didelio grynumo katodinis varis arba perlydytas varis, kuris buvo rafinuotas du kartus. Supakuotas į krosnį kartu su vario katodu, taip pat yra dribsnių grafito milteliai deoksidacijai.
Tiesą sakant, deoksidacija daugiausia atliekama per grafito tiglio medžiagoje esančią anglį. Galima apskaičiuoti sunaudotos anglies kiekį. Pavyzdžiui, 1 kg vario sunaudoja 100 g anglies. Patirtis rodo, kad kuo didesnis deguonies kiekis vario skystyje pradžioje, tuo greičiau deoksidacijos reakcija vyksta ankstyvosiose lydymosi stadijose.
Vario be deguonies, gauto lydant vakuume, deguonies kiekis gali būti mažesnis nei 0.0005 %, o vandenilio kiekis – mažesnis nei 0,0001–0,0003 %. Tiesą sakant, tik išlydžius varį ir išliejus tam tikru vakuumo laipsniu, galima gauti liejinių, kuriuose visiškai nėra deguonies ir kitų dujų. Todėl vakuuminės krosnies, naudojamos elektroninių vamzdžių varinėms medžiagoms gaminti, vakuuminis laipsnis turėtų būti didesnis nei 10-6.
